La fisica applicata è un termine per la ricerca fisica che combina la fisica “pura” con l’ingegneria. La fisica pura è lo studio delle proprietà fisiche di base della materia e di tutto ciò che ne deriva, come l’energia e il movimento. La fisica applicata utilizza questa stessa linea di indagine per risolvere problemi tecnologici.
Può essere facile identificare la ricerca come “applicata” o “pura” nei casi in cui si cerca un’applicazione pratica diretta. Ad esempio, la teoria della relatività speciale di Einstein è fisica pura e viene applicata la progettazione della tecnologia della fibra ottica. La distinzione tra i due potrebbe essere più sfocata, tuttavia. Certamente, c’è un continuum di temi di ricerca lungo lo spettro tra applicato e puro. Ma per essere considerata applicata, la ricerca deve almeno riguardare le potenziali applicazioni tecnologiche o pratiche della propria ricerca, se non direttamente impegnata nella risoluzione di un problema ingegneristico.
La ricerca in fisica applicata può riguardare lo sviluppo di strumentazione per la ricerca scientifica. In effetti, gran parte della strumentazione utilizzata dai ricercatori di fisica è così avanzata da essere costruita su misura dai ricercatori stessi. I fisici delle alte energie che lavorano su acceleratori di particelle come l’Organizzazione europea per la ricerca nucleare (CERN) sono un buon esempio di fisici che costruiscono la propria strumentazione.
La fisica applicata, come disciplina accademica, è un’invenzione relativamente nuova con un numero piuttosto ridotto di università che hanno dipartimenti nel campo. Spesso, un dipartimento di fisica applicata attirerà docenti dal dipartimento di fisica e dai dipartimenti di ingegneria di un’università. È comune che la facoltà tenga incarichi congiunti in più di un dipartimento. C’è una tendenza crescente verso la ricerca interdisciplinare in tutti i campi scientifici e la sovrapposizione formalizzata della ricerca di ingegneria e fisica sotto forma di dipartimenti di fisica nelle università è sintomatica di questa tendenza.
Ci sono un’ampia varietà di argomenti di ricerca che possono essere considerati fisica applicata. Un esempio è lo sviluppo dei superconduttori. Un superconduttore è un materiale che conduce elettricità senza resistenza al di sotto di una certa temperatura. I magneti superconduttori sono essenziali per il funzionamento delle macchine per la risonanza magnetica (MRI), degli acceleratori di particelle e degli spettrometri a risonanza magnetica nucleare (NMR). La ricerca sulle proprietà fisiche e la teoria alla base dei magneti superconduttori sarebbe giustamente considerata pura fisica. I tentativi di costruire superconduttori migliorati e di trovare nuove applicazioni per loro sarebbero certamente considerati fisica applicata. Altri esempi ben noti di questo tipo di ricerca includono il fotovoltaico e le nanotecnologie.